互聯網時代下煤礦信息化技術建設探析

張乘風 王廣龍

陜西延長石油巴拉素煤業公司 陜西 榆林 719000

引言

我國作為煤礦生產與消費的大國，伴隨產業結構的調整和經濟變革，煤炭行業的需求增長速度逐漸放緩，然而就長期而言，煤炭仍然是我國的主要能源。根據國家安檢組織網站的統計信息來看，我國煤炭的安全問題有所改觀，死亡率呈下降趨勢，然而煤礦安全生產工作仍然是一項長期不可松懈的工作。在煤炭開采領域，眾多企業為了降低生產風險，減少管理成本，逐漸將管理方向放在了生產信息化建設上面，因此加速進行安全生產信息化是推動行業安全發展、和諧發展的必由之路。

1 煤礦信息化的含義與類別

煤礦信息化是煤礦等能源產業中提及的一個新的定義，其主要的內涵即以現代化和完善的信息化技術與煤礦安全生產、管理工作相結合，借助現代信息技術軟硬件實現對煤礦生產的穩定、精準、高效管理[1]。煤炭信息化的類別以及改進對象主要包括以下幾個方面：

1.1 現場管理

現場管理即針對煤礦開采、生產現場的管理。通過運用信息化技術可以快速排查安全風險，對現場的生產情況進行實時遠程監控。利用現代化的高科技設備，由接受過信息化培訓的專業人員監控開采、生產現場，從而降低生產風險，消除隱患。

1.2 設備管理

煤礦的生產關聯到各種大小型的采礦、加工設備，井下交通設備以及安全維護的工程系統等等。設備的信息化管理即在確保設備關鍵功能不被影響的前提下，通過各類傳感器實現對設備使用情況、人員操作、安全級別的實時監控[2]。

1.3 生態管理

隨著人們環保意識的增強，各行各業都在尋找低碳、節能的生產路徑。煤礦生產對土壤、水源、植被都會造成明顯的破壞，只有堅持生態管理理念的引導，利用各類環境檢測裝置全天候監測煤炭生產現場對大氣、地質的破壞情況，方能將對生態系統的破壞降到最低。生態管理同樣也是保護自然環境和職工健康的必然要求，不僅能夠降低煤礦開采對自然的破壞，也能滿足國家環境法的相關要求。

1.4 人員管理

人員管理是煤礦生產監管的重點，包括對工作人員工作規范和人身安全的管理。大型煤礦企業要管理的人員眾多且管理難度大，采用信息化的管理方式可以簡化人員管理工作，大大提高企業的管理效率。

2 互聯網時代下煤礦信息化技術

作為兩化融合的升級，“互聯網＋”突出體現了互聯網同傳統行業的融合，并在此基礎上促進了行業的創新發展。“互聯網＋”促進了工業的發展，特別是物聯網、大數據以及云計算的應用，使得工業生產、產品研發發生了天翻地覆的改變[3]。物聯網能夠將物和物之間銜接，整合實際資源后轉化為大數據信息，但是若想充分發揮數據信息的作用，提高其利用率，必須通過采用具有規模大、可拓展性高的云計算技術等手段來推進。互聯網時代下的煤礦信息化技術便是充分利用了“互聯網＋”技術，將煤礦生產與互聯網相結合，形成了生產過程中的數據共享，因此煤礦資源的現代智能化具體有以下內容：

2.1 煤礦物互聯網

煤礦物互聯網就是把頻率識別與定位技術相結合，使用傳感設備提取其中的信息，進而實現信息的共享。煤礦管理人員通過獲取實時監測信息，能夠及時掌握井下環境各個氣體的成分、施工人員的具體位置、施工設施的工作狀態，通過充分利用智能化的信息資源，掌控已有的安全風險，且做出及時的處理對策，從而促進生產安全的最大化[4]。其詳細作用為：

2.1.1 不同種類的傳感設施構成感知層，因此可以將井下的CH4、CO等成分辨識出來，檢測環境的溫度和濕度，精確定位施工人員的具體位置，感知層內包含的無線傳感器以及RFID射頻科技，可以搜集到煤礦生產任務中各類環境信息和設備運作現狀。

2.1.2 傳送層的主要功能為傳送信息和數據，借助對這些信息的了解，使用煤礦企業的3G、4G、5G等這些網絡來完成共享信息，從而建立起相互連接的通道。傳送層具有豐富的物聯網絡普及層面，可以保證煤礦生產物聯網信息傳遞的時效性。

2.1.3 連接層能夠實現煤礦使用者以及煤礦物聯網的有效鏈接，實現了以煤礦物聯網智能化應用為中心的一體化建設工作。

2.2 煤礦云計算

隨著學術界對云計算技術的重視以及市場經濟不斷發展，云計算技術發展前景越來越廣闊，使得人們在低成本的條件下便能享受到信息化服務。云計算將范圍計算、網格計算等技術充分利用，獲得了成本方面獨特的優勢，夯實了煤礦資源信息化與智能化的基礎[5]。監測與預知是保證煤礦生產安全的重要手段，如今很多礦井采用的全礦井綜合自動化系統由于各監控接口間互不協調，很難實現使用、系統、數據的集成。利用煤礦云計算將煤礦生產數據一體化、規范化，便可以得到有關的選擇依據，從而讓生產變得更加安全。

2.3 煤礦互聯網

一般來說，高頻率采樣收集的信息數量都較多，并且涵蓋的類別和結構復雜，若想實現對煤礦信息的有效提取，便可以使用煤礦互聯網技術來提取煤礦生產時的價值信息，從而提升監控預報的質量。感知層作為煤礦互聯網的信息收集庫，通過井下物聯網的監控設施就能夠獲取到相應的資源，例如CO、CH4、溫度、濕度、風力、壓力等具體有效的資源，通過對數據的精細化分析，及時采用科學舉措規避障礙[6]。煤礦互聯網具有數據容量大且變化快的特點，因此在煤礦生產中可以利用這項特點來充分發揮煤礦互聯網的關鍵價值。

3 我國煤礦安全生產信息化實施過程中面臨的問題

雖然當前我國在煤礦信息化建設中已經邁出了重要的一步，但是其在運行標準、技術實施以及建設內容等多個方面較建設的標準仍然存在比較明顯的區別，詳細內容如下。

3.1 技術滯后

由于煤礦生產過度關注硬件的開發，缺乏對系統的優化，因此并沒有完善靈活的信息研究與挖掘工具，對于許多數據僅僅是簡要地收集、傳送，疏忽了對數據內在關聯與價值的深入分析，導致不能及時預報并處理生產中遇到的問題，降低了煤礦生產的效率。

3.2 缺乏規范和標準

由于企業在早期信息化建設的過程中未能予以統一的規劃，各個部門均按照自身的業務需求來構建相應的信息系統，便造成了軟件、硬件接口的標準未能保持統一，各個系統之間配合難度增大，無法實現資源的共享與互動，構成了一座信息孤島，割裂了生產、安全與管理的內在關聯[7]。若出現事故沒有辦法及時掌握更多的信息，有效進行救援，便會造成不必要的人員傷亡。

3.3 建設內容存在漏洞

煤礦生產活動涉及人員、設備以及現場的管理等多個方面，內容較為繁雜。煤礦安全生產信息化建設不僅要引入高科技設備，同時也要明確管理內容，做好風險預警工作。而如今我國大部分煤礦公司信息化建設內容相對單一，只監測而不進行控制，技術潛力還沒有得到全面的發揮。

4 互聯網時代下煤礦信息化技術建設的策略

推進煤礦安全生產信息化建設，首先應當圍繞“互聯網＋”對各類信息要素進行整合，將大數據、云計算技術以及物聯網的特點充分發揮出來，積極開發出適合本企業的管理系統，集成煤炭生產信息，從而形成對煤礦生產狀態、業務數據、人員信息的集成與動態化管理，建成預防、管控一體化機制[8]。其次，必須以煤礦生產特點為依據，在堅持戰略性、時效性、正確性的原則基礎上，建設能體現“互聯網 +”優勢的各類信息化平臺，例如實現預警系統、移動監督系統、數據檔案系統。具體策略如下：

5 建立煤礦安全生產監控系統

伴隨著科學技術的廣泛應用，許多行業和領域均逐漸重視對信息化技術的運用，現如今眾多煤礦企業已經逐步實現將信息化技術應用到各個生產過程中的目標，從而在一定程度上推動了煤礦安全生產管理方式由單一封閉向著現代化、技術化、資源化、全面化的方向發展。煤礦生產信息化不僅推動了煤礦企業智能化、信息化改革，而且也高效全面地實現了對信息管理系統的建設，尤其是煤礦安全生產管理系統中的危險辨識系統、信息管理系統、安全檢測系統等便利用數據庫對數據的高效整合作用實現了建設目標。

煤礦安全生產的工作中，可以充分利用監控系統，實現對煤礦生產的實時監督，從而對煤礦生產中的具體參數第一時間獲取和分析，例如設備狀態、技術手段和礦井內部環境等，并且還需提高煤礦監控系統影像的信息化水平，使得相關職工可以直觀便捷地對有關資源和數據進行提取，促進煤礦生產效率的提高。其次，信息管理系統作為煤礦信息化建設的關鍵組成部分，其一般由處理應急問題模塊和預知防范事故模塊組成。通過對有關生產信息資源的收集、傳遞、分析、應用等，同時利用互聯網、遙感、GIS等技術，確保信息資源的真實性、時效性，因此，煤礦生產信息系統的管理人員必須將各類信息進行整合，第一時間明確生產過程中面臨的各種問題，并分析事故發生的原因，從而規避此類事故的再次發生，排除安全生產中的隱患，其次還需依據各類生產問題制定合理的管理方案，保證通過煤礦生產安全信息化建設能夠進一步增強管理系統的高效性和實用性。

建立煤礦安全生產信息化制度。

當今信息化技術被大范圍應用于煤礦安全生產的過程中，構建煤礦信息化系統也逐漸發展成為煤礦企業的主要目標，近年來，煤礦生產過程中火災、爆炸、塌陷等安全事故頻發，不僅給煤礦企業帶來了很大的經濟損失，而且嚴重危及了采礦人員的生命安全。為了使煤礦企業滿足互聯網時代背景下的發展需求，應當在廣泛應用信息技術的同時健全和完善安全生產信息化制度[9]。通過運用電子平臺對煤礦生產的整個過程進行監督和管理，從而增強安全生產的有效性。與此同時，還需對安全生產信息管理系統進行規范化管理，健全安全生產信息化的制度，具體分配生產過程中的職責，對整個生產過程中存在的安全隱患重點監控和防范，規避各類事故的發生。此外，還需建立相應的激勵與懲罰機制，嚴格管控煤礦生產管理人員，在最大程度上降低由于人為原因所引起的安全事故發生概率。

6 結束語

煤炭作為全球重要的能源，其具有悠遠的使用歷史，隨著社會信息化進程的加快，為了增強煤礦生產安全性，我國應當將煤礦行業的重點放在信息化建設方面。與此同時，煤礦企業也應當提高對信息化建設的重視，利用信息化技術來構建煤炭安全生產信息化模式，大幅度提升煤礦企業安全生產的效率和水平，從而加強煤礦企業在市場經濟中的競爭力，實現煤炭安全生產的可持續性目標。參考文獻

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[9] 鄭海山.流程優化技術在煤礦綜合信息化平臺建設中的應用[J].同煤科技,2018(6):29-31,34.